Buraco negro sônico (versão única)
- Pedro
- 7 de jun. de 2019
- 3 min de leitura
No início, os buracos negros eram objetos meramente hipotéticos, vistos como uma curiosidade matemática, obtida a partir das equações da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Contudo, a existência desses corpos celestes passou a ser considerada cada vez mais ao longo do tempo, de modo que hoje são considerados objetos reais do nosso universo.
Recentemente, fomos agraciados com a primeira “imagem oficial” de um buraco negro, obtido pela equipe do EHT (Event horizon telescope). Todavia, novidades sobre buracos negros não param de surgir, de forma que, por volta do dia 30 de maio de 2019, pesquisadores do Instituto de tecnologia de Israel (Technion) conseguiram simular um comportamento particular dos buracos negros, fortalecendo, assim, a tese de doutorado de Stephen Hawking.
O professor inglês S. Hawking dedicou grande parte de sua vida estudando buracos negros e, durante seu doutorado, propôs uma teoria, a qual receberia seu nome: radiação Hawking. Futuramente, haverá artigos específicos explicando em maiores detalhes cada ideia envolvida na radiação Hawking, entretanto, a fim de contextualizar a notícia, os mecanismos contidos serão resumidos.
Por mais incrível que possa parecer, o vácuo do espaço não é totalmente vazio. A mecânica quântica afirma que partículas -denominadas partículas virtuais- aparecem espontaneamente no espaço por um curto período de tempo e logo se aniquilam. A isso é chamado flutuação quântica de vácuo. Devido à imensidão do universo, esses eventos acontecem por todo o espaço, sendo possível, portanto, que haja uma aparição nas redondezas de um buraco negro. As partículas virtuais surgem aos pares e, caso formem-se suficientemente perto do horizonte, há a possibilidade de uma ser “engolida” pelo buraco negro enquanto a outra se livra do devorador cósmico. Em virtude do fluxo constante de partículas sendo formadas e emitidas nas fronteiras do buraco negro, há uma perda de massa, na forma de radiação Hawking.
Medir a temperatura de um buraco negro real com nossa atual tecnologia é um feito utópico. Todavia, os cientistas foram capazes de reproduzir os efeitos envolvidos na radiação Hawking em um “buraco negro análogo”, que se comporta, em certos casos, de modo semelhante ao real.
Para conduzirem o experimento, os físicos criaram um “buraco negro sônico” que se difere muito na essência do gravitacional. Para a realização, foram utilizados átomos de rubídio ultrafrios (próximos ao zero absoluto) em um estado da matéria conhecido como “condensado de Bose-Einstein”, no qual bósons (partículas de spin inteiro) apresentam comportamentos quânticos, os quais podem ser percebidos em escala macroscópica. Os átomos foram então postos a fluir. De modo semelhante a um buraco negro “convencional”, onde partículas virtuais podem aparecer em suas fronteiras, na versão laboratorial, pares de ondas sonoras (chamados de fônons) podem aparecer, sendo que uma pode ser capturada/presa pelos átomos de rubídio enquanto a outra fica livre para escapar. Dessa forma, os cientistas foram capazes de medir a temperatura do fônon que escapou, sendo ela 0,35 bilionésimo de um kelvin. Contudo, a analogia criada possui limitações, sendo impossível usar o modelo dos pesquisadores para explicar uma grande questão envolvendo buracos negros: o paradoxo da informação.
No que diz respeito à radiação, os resultados do experimento e as conclusões obtidas por este entram precisamente em acordo com as previsões dadas pela teoria de Stephen Hawking, que previu o fenômeno décadas atrás. Com esse feito, o método cientifico vigora novamente, mostrando sua solidez e eficiência em desvendar os segredos do universo.
Links de referência: https://www.sciencenews.org/…/first-scientists-took-tempera…
A foto (capa) mostra o físico Jeff Steinhauer, um dos envolvidos na pesquisa.
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